ZN42275户内单相高压真空断路器.docx
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ZN42275户内单相高压真空断路器
ZN42--27.5户内单相高压真空断路器
安装使用说明书
0CD·412·548
·
电器股份有限公司
ZN42—27.5户内单相高压真空断路器安装使用说明书
1产品概述
ZN42—27.5户内单相高压真空断路器（以下简称断路器）为手车式结构，手车上可装专用电流互感器（LZBJ一27.5）。
断路器设计、制造符合JB6463—92《电气化铁道用断路器技术条件》。
1.1主要用途和适用范围
断路器适用于单相交流50Hz，额定电压27.5kV级的电气化铁道供电系统，作为开、合负载和开断故障电流的专用开关。
既可单独安装于网栅间隔内．也可装入JYN一27.5开关柜中。
该产品的操动机构为弹簧储能式。
可使用交直流电源实现电动操动，亦可用手动操作。
1.2型号含义
ZN42--27.5（）/□--□
额定短路开断电流（kA）
额定电流（A）
普通型、无标记
环境特征{
C-用于高海拔（3000m）
额定电压（kV）
设计序号
户内式
真空断路器
1.3正常使用条件
a）户内；
b）周围空气温度：
上限+40℃，下限一25℃；
c）海拔：
普通型不超过1000m，
高原型不超过3000m；
d）相对湿度：
日平均不大于95％，月平均不大于90％；
e）其它环境条件符合GB11022—89《高压开关设备通用技术条件》及JB6463—92《电气化铁道用断路器技术条件》的要求。
1.4操作电源
额定电源电压：
≈110V，≈220V。
a）合闸电压范围：
80％～110％额定电源电压；
b）分闸电压范围：
65％～120％额定电源电压；
c）储能电机电压范围：
85％～ll0％额定电源电压。
1.5要技术参数
1．5．1断路器技术参数见表l
表1
序号
名称
单位
数值
1
标称电压
kV
27.5
2
额定电压（最高电压）
kV
31.5
3
额定
绝缘
水平
雷电冲击耐受电压
断口间
kV
185／231
相对地
lmin工频耐受电压
断口问
kV
95／120
相对地
4
额定电流
A
630、1250
5
额定短路开断电流
kA
16、25
6
额定短路关合电流
kA
40、63
7
额定短时耐受电流
kA
16、25
8
额定短路持续时间
S
4
9
额定电容器组开断电流
A
200
10
额定操作顺序
O-0s-CO-180s-CO
11
动静触头磨损累计厚度
mm
4
12
额定短路开断电流开断次数
次
20
13
机械寿命
次
1000
14
触头接触压力
N
3000±300
15
合闸时间
ms
≤150
16
分闸时间
ms
≤60
17
储能电机功率
W
350
18
储能电机电压
V
≈110，≈220
19
储能时间
S
≤15
20
分、合闸电磁铁额定电压
V
≈110，≈220
21
辅助开关额定电流
A
～10，一5
22
触头开距
mm
26±
23
触头弹簧压缩量
mm
3.5～5
24
主回路电阻
μΩ
≤50
25
平均合闸速度
m/s
0.6～0.9
26
平均分闸速度
m/s
1.2～1.6
27
触头合闸弹跳时间
ms
≤3
28
质量
kg
170／240
29
外形尺寸（宽×高×深）
mm
600X1560X1400
30
断路器累计开断电流（仅供参考）
kA
568
注：
1．序号3中斜线下数值231和120为高原型真空断路器的参数。
2．序号28中斜线上170为无CT时断路器手车的质量，240为带CT时断路器手车的质量。
1．5．2所配LZBJ-27.5电流互感器技术参数见表2
表2
序号
名称
单位
数值
a
A
20.25,30,40.50,60,75
1
额定电流
b
A
100--75,125—100,150--125,200—150,300—250.600—500
C
A
250—150,400—250,500--300,750—500,1000--600
2
额定二次电流
A
5
3
额定级次组合
0.5/0.5，0.5/10P1，1.5/10P2
1/10P1，l/10P2，10P1/10P2，10P2/10P2
0.5/10P1/10P2，0.5/1/10P1，0.5/0.5/10P1
0.5/10P2/10P2，1/10P1/10P2
1/10P2/10P2，10P2/10P2/10P2
注：
a系列为单变比，b、c系为双变比。
2设计与结构
2．1总体结构
断路器的总体结构如图1，采用车架式结构，这既可作为进柜手车，也可装入图2底框中，作为网栅间隔用。
断路器主要由四部分组成，即：
由主回路、车架、操动机构和推进联锁机构组成。
上、下出线座、灭弧室通过两只环氧树脂绝缘子和两根绝缘支杆，用螺栓和车架连成一个刚体，同时构成了断路器的主回路，并与车架绝缘；车架由型钢和钢板弯制焊接而成。
操动机构的各功能部件按平面均匀布置在由钢板弯制焊接而成的机构箱内，机构用靠三排螺拴和车架连接在一起；CD6-l推进联锁机构布置在机构箱下部，CS6-l机构通过一组四连杆机构与手车底架上的推进转轴相连。
如图3所示。
L上出线座
2绝缘子
3机构箱
4转轴
5推进联锁机构
6触头弹簧
7绝缘拉杆
8手车
9接地装置
10互感器（CT）
11拐臂
12下出线座
13动导电杆
14软联接
15灭弧室
16绝缘
图
图
图l断路器总体结构
安装尺寸
1静触刀（含瓷瓶）
2触头
3灭弧室
4框架
5底框
图2网栅间隔式总体布置及安装示意图
图3推进联锁机构示意图
断路器装干网栅间隔内，还可根据用户要求配附框，附框内可装母线上、下静头和电流互感器。
附框结构和尺寸，由供需双方共同协商。
2．2灭弧室结构和灭弧原理
1静导电杆端面
2陶瓷外壳
3金属外壳
4静触头
5动触头
6陶瓷外壳
7波纹管
8导向套
9动导电杆
图4灭弧室结构示意图
2.2.1灭弧室结构见图4，上、下触头分别焊接在静、动导电杆上，静导电杆固定于上法兰盘上，动导电杆通过波纹管与下法兰相连，灭弧室系由一金属圆筒与两个瓷管组成，触头被罩在灭弧室的金属壳体内，在正常使用过程中，灭弧室的真空度一般在1x106pa以上。
2.2.2灭弧原理：
在高真空中，它于气体分子的平均自由行程很大，气体分子极不容易产生游离，故其绝缘强度要_比大气中的绝缘强高得多。
当开关分闸时，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出金属蒸汽，由于触头设计为特殊结构，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场力的作用下，沿触头表面切线方向快速移动，从而拉长电弧，使其快速冷却，并在电弧电流过零时熄灭。
本灭弧室采用CuCr合金触头材料，大大降低了开关的截流值（截流值在5A以下），大大提高了开关的抗烧蚀能力和开断能力，其开断能力可达：
开断短路电流25（16）kA、20次以上。
2.3操动机构
操动机构丰琴申弹簧储能机构、锁定机构、分闸弹簧、开关主轴、缓冲器及控制装置组成，
图5操动机构结构示意图
2.3.1储能机构主体是一个外壳为铸铝的减速箱，减速箱内装有两级蜗轮蜗杆，储能轴横穿减速箱中，与蜗轮蜗杆无机械连接，储能轴上套一轴套，此轴套用键连在大蜗轮上，轴套上有一轴销，上面装一棘爪，在储能轴的右端装有一凸轮，凸轮上有一缺口，棘爪通过此缺口来带动凸轮转动。
在储能轴的左端装有一曲柄，合闸弹簧一端挂在此曲柄上。
减速箱的轴销上装有一个三角形的杠杆，由三角形杠杆、连杆和开关主轴上的拐臂组成一组四连杆机构，凸轮，凸轮将合闸弹簧的能量通过该四连杆机构传递给开关主轴。
凸轮轴销上还装有一滚针轴承，可锁住合闸掣子，作储能保持用。
在开关主轴的拐臂上装有分闸弹簧，主轴上还有两对拐臂，一对作用在油缓冲上，另一对上装一滚针轴承，作为锁住分闸掣子用。
2.3.2操动机构的控制元件
其基本控制元件为分、合闸电磁铁，参数见表3。
如用户有特殊要求，可加装过流脱扣器，请在订货合同中注明。
表3
参数
元件名称
电压V
电流A
电阻Ω（20.C）
备注
交流
直流
分、合闸电磁铁
110
llO
1.9
57.7士5.7
220
220
1.13
194+19
交流时附加整流器
2.3.3操动机构的控制顺序见图6a、图6b，控制原理见图7，二次布线图见图8。
网栅间隔式用的断路器手车，其二次插头选用P40航空插头，二次接线随工程。
合闸程序框图
控制电源
电机M起动
合闸弹簧储能
断路器处于待合状态
S4、S6给出储能信号
S2、S3切断电机
合分
合闸指令
S1（常开）断开切断Y1回路
Y1回路通过S1接通
合闸弹簧释放
分闸弹簧储能
合闸弹簧未储能
切断Y1回路
S2、S3闭合，电机M起动，S4、S6复位
断路器合闸
注：
点划线框内表示，田给出合闸指令而发生的操作顺序S1-（常闭）闭合
图6a控制顺序图
（一）
分闸程序框图
分闸指令
S1（常开）断开Y2回路断开
S1（常开）闭合Y2回路接通
分闸弹簧释放
S1（常开）断开
S1（常开）闭合
断路器分闸
图6b控制顺序图
（二）
10
XS、XP
插座、插头CTZ-24JW
1套
XP配予用户
9
LH
电流互感器LZBJ1-27.5
1
8
V2
微型整流器
1
7
V1
微型整流器
1
6
X1
端子JH1-1.5G-2.5G
S2节
1.5G24节2.5G8节
5
S2～S6
行程开关3SE4
5
4
S1
铺助开关F◇-8K、8B，10A
1
3
M
储能电动机HDZ2358OB-35OW
1
2
Y2
分闸线圈
1
≈220无锡堰中电机厂
1
Y1
合闸线圈
1
序号
代号
名称
数量
备注
图8二次接线图
2.3.4操作
储能过程：
电机通电后起动，经二级蜗轮蜗杆减速，将动能传至第二级蜗轮上，再通过轴套、棘爪来孥动储能轴转动，从而使合闸弹簧被拉仲而储能，当储能轴右端的拐臂过了最高点后，合闸掣子将凸轮定位件锁住，保证弹簧储能，以备合闸。
同时通过拉杆将行程开关切换，电机断电t储能过程结束l手动储能时，将手把插入变速箱的孔中，顺时针摇约25转，机构即可储上能。
合闸过程：
当合闸电磁铁接到信号后，铁芯将撞击合闸掣子，凸轮定位件的约束被解除，合闸弹簧通过凸轮和两组四连杆机构将能量传至动导电杆上，从而使动导电杆往上运动，实现开关合闸。
同时，分闸掣子将扣住主轴上的拐臂，使开关处于合闸状态；拉杆将辅助开关切换，使合闸回路切断，分闸回路接通。
断路器合闸结束。
在合闸过程中，触头压力弹簧和分闸弹簧被储上能量，为分闸做好准备。
手动合闸则直接按合闸按钮就可使凸轮定位件的约束解除，从而使断路器合闸。
分闸过程：
当分闸电磁铁接到分闸信号以后，其铁芯撞击分闸掣子，使其脱扣．在分闸弹簧和触头压力弹簧的作用下，使主轴反向转动，从而带动导电杆向下运动，实现断路器分闸。
手动分闸则直接童当}分闸按钮就可使分闸掣子脱扣，而实现断路器分闸。
2．4推进、联锁机构
断路器的推进、联锁机构如图3所示。
如要推进或移出手车，必须逆时针方向转动手柄（3），使定位销
（2）退出手柄
（1）插销孔，才能向上（推进）或向下（移出）扳动手柄
（1）。
如果手柄（3）不能转动或转动不到位，则表明断路器仍处于合闸状态，请立即按紧急分闸按钮，使断路器分闸，推进或移出手车后，如果手柄i3）未复位，断路器不能进行合闸操作（机构联锁）。
只有手柄（3）复位后，断路器才能进行正常的操作。
3．包装、运输、验收与储存
3.1本断路器进柜时和柜体一起包装；用于网栅间隔时和底框一起包装。
3．2断路器在运输过程中不得倾翻，不得受强烈震动，不得受雨淋。
3．3用户收到货后，应按下列程序进行验收检查：
a）首先检查包装是否完好无损；
b）开箱取出装箱单，并对照检查随机文件是否齐全；
c）检查铭牌数据是否与订货要求相符；t
d）检查附件及备品是否齐全。
3.4断路器在长期不用时，须在导电面上涂以导电膏，并用清洁纸包上绝缘杆，储放在通风干燥的室内，垂直放置，不得堆放。
4．安装及运行前的准备
4．1按第3章要求验收后，可按下列程序安装：
a）导电部份用细砂纸擦出金属北泽后，用干布擦净并涂上导电膏；
b）调整底框和动、静触刀位置，保证动、静触刀接插良好可靠，然后固紧底框底部的四个地脚螺栓；
c）清洁接地表面，接上接地线，使底框和手车可靠接地；
d）用手动储能进行合、分闸，检查各功能元件动作是否正常，检查“储能”、“合闸”、“分闸”显示是否正确。
4．2运行前的准备
a）运行前，用户无需对断路器进行任何调整，仅需检查各部位的螺栓是否有松动，若有松动，则予以紧固；
b）X寸各摩擦表面进行润滑；
c）将缘缘杆、绝缘子和灭弧室外表面擦拭干净；
d）对断路器和相对地作1min工频耐受电压试验；
e）给断路操作机构的各功能元件通电，进行各种功能的试操作，若无异常现象，即可投入运行。
5．使用、维护和检修
5.1断路器在操作2000次后必须润滑一次。
并应检查触头开距和触头弹簧压缩量是否符合表1要求，如不符，则按5．3条方法调试。
5.2灭弧室使用20年或达到表l中规定的短路电流开断次数或机械寿命次数时需要更换新品。
图9折装灭弧室示意图
更换灭弧室时，首先使断路器分闸，然后参照图9按下列程序操作：
a）取下销轴（9）（10）两端挡卡，并取下销轴（9）（10）和拐臂（11）；
b）拧松螺母（7），把导向杆（8）从导电杆中拧出，如果手车上装有CT，应先取下其连接母
线；
c）拧出螺栓（5），把导电夹（6）从导电杆上取下来；
d）拧出螺栓
（1）（3），则可将灭弧室
（2）和固定板（4）从侧面取出；
e）要安装新灭弧室时，先用细砂纸将其导电表面擦出金属光泽用干布擦净（如果有镀层则只需用干布擦净），再涂上导电膏；
f）将灭弧室动端穿入固定板（4）的大孔中，双手握住灭弧室．从侧面即可将灭弧室装入；
g）拧紧螺栓
（1），装上导电夹（6），并拧紧螺栓（5），装上导向杆（8）、拐臂（11）和销轴（9），转动拐臂（11），看是否转动灵活，然后拧紧螺栓（3）、螺母（7），并装上销轴（10）及两端挡卡。
5．3灭弧室更换后应检查触头开距X和压缩量L是否符合表1要求，测量方法是：
量出分、合位置时的X分、X合、L分、L合；则触头开距X=X分一X合；触头弹簧压缩量L=L分一L台（参见图10）。
如所测数据与表1不符，可按下面的方法进行调整。
先调出L，即抽出绝缘拉杆的销轴，调整绝缘拉杆的长度，当L偏小时，将调节螺钉拧出，使拉杆增长，反之，则拧入；之后再来调整开距X，方法是改变洫缓冲的上、下位置。
可使断路器开距符合表l要求。
图10测量与调整触头开距和触头弹簧压缩量示意图
6.订货须知
订货时须注明以下内容：
a）型式（网栅间隔式或配柜）；
b）海拔（1000m或3000m以下）；
c）手车上是否安装CT，安装时应注明CT的型号、主要参数（变比、精度等级等）及数量；
d）二次接线原理图；
e）断路器型号、主要参数及数量；
f）控制电源电压种类和参数；
g）需要的其它备品、备件。
7．随机文件、附件及备品备件（见表4）
表4
序号
文件名称
数量
说明
随
机
文
件
1
装箱清单
1
2
产品合格证
1
3
安装使用说明书
1
产
品
附
件
序号
附件名称
效量
说明
1
5C3201183手柄装配
1
每台配1件
2
5C3087272底框导轨
1
每台配1件
备
品
备
件
序号
备品备件名称
数量
说明
1
ZKTDl600／35--25型真空灭弧室
1件／台
2
Fu一8K8B辅助开关
1件／台
3
LXW20--11行程开关
4件／台
订货时注明参效、效量。
价格另计。
4
5C3520136～138分合闸线圈
各1／台
5
其它备品备件根据用户的需要
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